COSMO模型
COSMO(COnduct-like Screening MOdel)模型是一种基于分子结构量子计算纯预测的热力学模型之一，其基本思想和传统的基团贡献法相似，不同的是在传统的基团贡献法如UNIFAC中，认为分子由不同种类的基本基团构成并相互作用(如可认为乙烷分子由两个CH3基本基团组成)；而在COSMO模型中，则将分子表面分为具有不同电荷密度的等面积的链节片段从而获得物质的化学位或活度系数并达到预测热力学性质的目的。COSMO模型较传统基团贡献法的优点在于：(1)模型普遍化参数少；(2)可区分同分异构体；(3)可反映分子相互作用的邻近效应。COSMO模型的主要计算流程为：首先通过量子化学计算获得分子的表面电荷密度分布，接着将分子的表面链节分解为具有不用表面电荷密度的链节片段，再通过这些表面链节的相互作用获得各对应链节片段化学位或活度系数，最后通过加和方法获得对应物质的化学位或活度系数，应用这些信息即可预测出如分配系数、气液平衡、液液平衡等宏观热力学性质。由于在COSMO模型中的普适性参数已事先通过大量的实验数据和对应的COSMO文件数据库确定下来，因此在应用COSMO预测热力学性质时，其唯一需要输入的信息为唯一表征特定物质的COSMO文件(即从量子化学计算获得的特定物质表面电荷密度分布及COSMO表面积、体积等信息的文件)。至今，已由不同研究者提出了多个不同版本的COSMO预测模型。首个用于实验流体系统热力学性质预测的COSMO模型是由Klamt等人提出，并命名为COSMO-RS；后来，基于与COSMO-RS模型的相似原理，Sandler等人提出了COSMO链节活度系数模型(COSMO-SAC)；基于传统的UNIFAC基团贡献法，Gmehling等人又获得了COSMO-RS(ol)模型，但此模型应用有限。
COSMO模型目前已被广泛应用于如药物设计、新能源开发、绿色化工等多个领域热力学性质的预测，而在COSMO模型提出之初，Klamt等人为了验证所提模型(COSMO-RS)的可靠性和实用性，在模型参数化过程中只是用此模型预测了一些常规流体的蒸气压和分配系数；后来此模型又被应用于预测缔合流体、药物分子、离子液体等流体的气液平衡、液液平衡、溶解度、分配系数等热力学性质，具体可参见有关文献介绍(FPE,2010,294,31;书COSMO-RS from quantum chemistry to fluid phase thermodynamics and drug design)。目前，COSMO-RS溶剂化模型已被开发成COSMOthermX软件包，此软件可以用于预测包括蒸气压、沸点、活度系数、henry常数、溶解度、分配系数、气液平衡、液液平衡、固液平衡、密度、反应等性质。此软件中还提供了四种不同的量子计算数据库以供不同用户选择使用。除COSMO-RS外，COSMO-SAC同样显示了其对实际流体系统热力学性质预测的能力，其除被用于常规流体外，COSMO-SAC模型还被拓展至高压相平衡以及胺化合物和高分子聚合物热力学性质的预测，均取得了较好的结果。